JPH0476746B2

JPH0476746B2 -

Info

Publication number: JPH0476746B2
Application number: JP59236742A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Fujii; Osamu Iwase; Motohiro Oosumi; Shinji Sugiura; Ichiro Tabuchi; Masafumi Kume; Takashi Udagawa; Komaji Matsui
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1992-12-04
Also published as: JPS61114779A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、鋼板、特に自動車車体に耐チツピン
グ性、防食性および物理的性能などのすぐれた塗
膜を形成するための塗装方法に関するものであ
る。自動車産業分野では塗膜の耐久性の問題、特に
衝撃剥離による塗膜の耐食性低下ならびに鋼材の
腐食の進行の問題が重視されつつある。特に、欧
米の寒冷地域等では冬季自動車道路の路面凍結を
防止するために比較的粗粒に粉砕した岩塩を多量
に混入した砂利を敷くことが多く、この種の道路
を走行する自動車はその外面部において車輪で跳
ね上げられた岩塩粒子や小石が塗膜面に衝突し、
その衝撃により塗膜が局部的に車体上から全部剥
離する衝撃剥離現象、いわゆる“チツピング”を
起すことが屡々ある。この現象により、車体外面
の被衝撃部の金属面が露出し、すみやかに発錆す
ると共に腐触が進行する。通常、チツピングによ
り塗膜の剥離は車体底部および足まわり部に多い
が、フードおよびルーフにまで発生し約半年〜１
年で局部的腐触がかなり顕著になることが知られ
ている。このチツピングならびにこれに基因する腐食の
進行を防止するため、従来から車体の外部金属基
体表面の化成処理ならびに電着塗料、中塗塗料お
よび上塗塗料について各種の検討が加えられた。
例えば、化成処理において、結晶形の異なる燐酸
鉄系皮膜および燐酸亜鉛系皮膜の使用が検討され
たが、かかる化成処理によつては被衝撃部におけ
る塗膜の付着性を充分に改善することは困難であ
る。また、電着塗料および上塗塗料についても該
塗料に含有されている樹脂および／または顔料に
付いて種々検討されてきたが、チツピングに耐え
得る充分な付着性改善効果を有するものは今まで
見い出すに至つていない。また、中塗塗料組成物中に無機箔状顔料である
絹雲母またはタルク粉を含有せしめ、それによつ
て該無機箔状顔料による中塗塗膜層内のズリによ
る衝撃力の緩和および／または分散を達成し、或
いは中塗塗膜層内または電着塗料塗面と中塗塗膜
との境界面でのみ局部的に剥離を起こさせるよう
にし、かくして電着塗料塗膜の損傷を阻止し、こ
の無キズの電着塗料塗膜が防錆機能を確実に維持
することをねらつたものであるが、車体の外面に
加わる衝撃力は一定でなく、かなり大きい場合も
あつて、これらの方法では中塗塗膜層内のズリに
よる緩和・分散能力以上の衝撃力が加えられた場
合には、その衝撃力を中塗塗膜層のところで阻止
しきれず被衝撃部が電着塗膜を含むすべての塗膜
に及び塗膜全体が金属基体面より剥離し、その結
果その部位はすみやかに発錆し腐食が進行すると
いう欠点がある。そこで、本発明者らは、上述の問題点を改善す
るため、通常の電着塗料、中塗塗料および上塗塗
料からなる鋼板の塗装系によつて得られる仕上り
外観と少なくとも同等で、しかも耐チツピング
性、物理的性質及び防食性に優れた塗膜を形成す
る塗装方法を提供することを目的として鋭意検討
を重ねた結果本発明を完成するに至つた。すなわち、本発明によれば、鋼板にカチオン型
電着塗料を塗装し、次いで該塗面に形成塗膜の静
的ガラス転移温度が−30〜−60℃である変性ポリ
オレフイン系樹脂を主成分とするバリアーコート
を塗装した後、中塗り塗料および上塗り塗料を順
次塗装することを特徴とする鋼板の塗装方法が提
供される。本発明の特徴は、鋼板にカチオン型電着塗料、
中塗塗料および上塗塗料を順次塗装する工程にお
いて、電着塗料を塗装後、中塗塗料を塗装するに
先立つて、特定の組成ならびに性状を有するバリ
アーコートを電着塗面にあらかじめ塗装するとこ
ろにある。その結果、耐チツピング性、防食性、
物理的性能などの著しくすぐれた塗膜を形成する
ことができたのである。すなわち、ガラス転移温度を−30〜−60℃に調
整したバリアーコート塗膜（さらに好ましくは、
後記のごとく、−20℃における該塗膜の引張り破
断強度伸び率を200〜1000％に調整しておく）は、
前記耐チツピング性向上を目的とした中塗り塗膜
などに比べて柔軟で、しかも変性ポリオレフイン
系樹脂に基因する特有の粘弾性を有している。し
たがつて、かかる物理的性質を有せしめたバリア
ーコートを而して形成した中塗り塗膜〜上塗り塗
膜系表面に岩塩や小石などによる強い衝撃力が加
えられても、その衝撃エネルギーの殆どまたは全
ては該バリアーコート塗膜内に吸収されその下層
の電着塗膜にまで波及せず、しかも上塗りならび
に中塗りの両塗膜も物理的損傷を受けることが殆
ど解消されたのである。つまり、上記バリアーコ
ート塗膜層が外部からの衝撃力の緩和作用を呈し
て耐チツピング性が著しく改良され、チツピング
による鋼板の発錆、腐食の発生を防止でき、しか
も岩塩、小石などの衝衝突による上塗り塗膜の劣
化も解消できたのである。以下に、本発明の塗装方法について具体的に説
明する。鋼板：本発明の方法によつて塗装せしめる被塗
物であつて、カチオン電着塗装することが可能
な金属表面を有する素材であれば何ら制限を受
けない。例えば、鉄、銅、アルミニウム、ス
ズ、亜鉛ならびにこれらの金属を含む合金、お
よびこれらの金属、合金のメツキ、もしくは蒸
着製品などがあげられ、具体的にはこれらを用
いてなる乗用車、トラツク、サフアリーカー、
オートバイなどの車体がある。また、該鋼板
を、カチオン型電着塗料を塗装するに先立つ
て、あらかじめリン酸塩もしくはクロム酸塩な
どで化成処理しておくことが好ましい。カチオン型電着塗料：上記鋼板に塗装するため
の電着塗料であつて、それ自体公知のものが使
用できる。該カチオン型電着塗料は有機酸もし
くは無機酸で中和される塩基性の水分散型樹
脂、例えば樹脂骨格中に多数のアミノ基を有す
るエポキシ系、アクリル系、ポリブタジエンな
どの樹脂を用いた水性塗料であつて（樹脂はこ
れらのみに限定されない）、該樹脂に中和剤、
顔料（着色顔料、体質顔料、防錆顔料など、顔
料の配合量は樹脂固形分100重量部あたり40重
量部未満である）、親水性溶剤、水、必要なら
ば硬化剤、架橋剤、添加剤などを配合して常法
により塗料化される。上記塩基性水分散型樹脂
（通常、親水性溶剤で溶かして用いる）を中和、
水溶（分散）化するための中和剤としては、酢
酸、ヒドロキシル酢酸、プロピオン酸、酪酸、
乳酸、グリシンなどの有機酸、硫酸、塩酸、リ
ン酸等の無機酸が使用できる。中和剤の配合量
は、上記樹脂の塩基価（約50〜200）に対し中
和当量約0.1〜0.4の範囲が適当である。固形分
濃度を約５〜40重量％となるように脱イオン水
で希釈し、PHを5.5〜8.0の範囲内に保つて常法
により前記鋼板に電着塗装するのである。電着
塗装膜厚は特に制限されないが、硬化塗膜にも
とずいて10〜40μが好ましく、約140〜210℃に
加熱して塗膜を硬化せしめるのである。バリアーコート：カチオン電着塗面に塗装する
組成物であつて、形成塗膜の静的ガラス転移温
度が−30〜−60℃（好ましくは−40〜−55℃）
である変性ポリオレフイン系樹脂を主成分とす
る。すなわち、変性ポリオレフイン系樹脂とし
ては例えば、プロピレン−エチレン共重合体
（モル比で、40〜80：60〜20％が好適）に、塩
素化ポリオレフイン（塩素化率約１〜60％）を
１〜50重量部、好ましくは10〜20重量部（いず
れも該共重合体100重量部あたり）を配合して
なる混合物、または上記プロピレン−エチレン
共重合体100重量部あたりにマレイン酸もしく
は無水マレイン酸を0.1〜50重量部、好ましく
は0.3〜20重量部グラフト重合せしめた樹脂な
どがあげられる。本発明では、これらの変性ポ
リオレフイン系樹脂自体が上記範囲内の静的ガ
ラス転移温度を有していればそれ自体でバリア
ーコートとして使用できるが、上記範囲から逸
脱していたりあるいは範囲内であつても静的ガ
ラス転移温度を変化させたいなどの場合、必要
に応じて粘性付与剤を配合することができる。
該粘性付与剤としては、変性ポリオレフイン系
樹脂との相溶性が良好な例えば、ロジン、石油
樹脂（クマロン）、エステルガム、ポリブタジ
エン、エポキシ変性ポリブタジエン、低分子量
脂肪族エポキシ樹脂、低分子量脂肪族ビスフエ
ノールタイプエポキシ樹脂、ポリオキシテトラ
メチレングリコール、酢酸ビニル変性ポリエチ
レンなどがあげられ、これらの配合量は上記変
性ポリオレフイン系樹脂100重量部あたり１〜
50重量部が好ましい。また、バリアーコートの
塗装性向上のために、上記成分を有機溶剤によ
つて溶解もしくは分散させておくことが好まし
く、有機溶剤としては、例えばベンゼン、トル
エン、キシレンなどの芳香族炭化水素、ヘキサ
ン、ヘプタン、オクタン、デカンなどの脂肪族
系炭化水素、トリクロルエチレン、パークロル
エチレン、ジクロルエチレン、ジクロルエタ
ン、ジクロルベンゼンなどの塩素化炭化水素な
どがあげられる。本発明において、該バリアーコートの形成塗膜
に関し、静的ガラス転移温度が前記範囲内に含ま
れていることは必須であるが、さらに、該塗膜の
引張り破断強度伸び率が−20℃雰囲気で200〜
1000％であることが好ましい。また、形成塗膜の
静的ガラス転移温度が−30℃よりも高くなると本
発明の前記目的が達成できず、−60℃よりも高く
なると塗膜性能、特に耐水性、付着性などが低下
するので好ましくない、さらに、該バリアーコー
トには体質顔料、着色顔料（防食顔料は除く）な
どを配合してもさしつかえない。これらの顔料の
配合量は変性ポリオレフイン系樹脂100重量部あ
たり10〜100重量部が好ましい。本発明において、これらのバリアーコートはカ
チオン型電着塗膜面に塗装するのであるが、塗装
方法は限定されず、例えばスプレー塗装、ハケ塗
装、浸漬塗装、溶融塗装、静電塗装などがあり、
塗装膜厚は形成塗膜にもとずいて１〜20μ、特に
５〜10μが好ましい。なお、本発明で用いるバリアーコートの形成塗
膜の静的ガラス転移温度は示差走査型熱量計（第
二精工舎製DSC−10型）で測定した値であり、
引張破断強度伸び率は、恒温槽付万能引張試験機
（島津製作所オートグラフＳ−Ｄ型）を用いて測
定した値であり、試料の長さは20mm、引張速度は
20mm／分で行なつた。これらの測定に使用した試
料は、該バリアーコートを形成塗膜にもとずいて
2.5μになるようにブリキ板に塗装し、120℃で30
分焼付けたのち、水銀アマルガム法により単離し
たものを使用した。バリアーコート塗膜面に中塗り塗料を塗装する
にあたり、該バリアーコートはあらかじめ焼付け
ておくことが好ましいが、焼付けることなくウエ
ツトオンウエツトで中塗り塗料を塗装してもさし
つかえない。焼付温度は80〜160℃、特に80〜130
℃が適している。中塗り塗料：上記バリアーコート塗面に塗装す
る塗料であつて、付着性、平滑性、鮮映性。耐
オーバーベイク性、耐候性などのすぐれたそれ
自体公知の中塗り塗料が使用できる。具体的に
は、油長30％以下の短油、超短油アルキド樹脂
もしくはオイルフリーポリエステル樹脂とアミ
ノ樹脂とをビヒクル主成分とする有機溶液形熱
硬化性中塗り塗料があげられる。これらのアル
キド樹脂およびポリエステル樹脂は、水酸基価
60〜140、酸価５〜20、しかも変性油として不
飽和油（もしくは不飽和脂肪酸）を用いたもの
が好ましく、アミノ樹脂は、アルキル（炭素数
１〜５）エーテル化したメラミン樹脂、尿素樹
脂ベンゾグアナミン樹脂などが適している。こ
れらの配合比は固形分重量にもとずいてアルキ
ド樹脂および（または）オイルフリーポリエス
テル樹脂65〜85％、特に70〜80％、アミノ樹脂
35〜15％、特に30〜20％であることが好まし
い。さらに、上記アミノ樹脂をポリイソシアネ
ート化合物やブロツク化ポリイソシアネート化
合物に代えることができる。また、該中塗り塗
料の形態は、有機溶液型が最も好ましいが、上
記ビヒクル成分を用いた非水分散液、ハイソリ
ツド型、水溶液型、水分散液型などであつても
さしつかえない。本発明では、中塗り塗膜の硬
度（鉛筆硬度）は3B〜2H（20℃、すりきず法
による）の範囲にあることが好ましい。さら
に、該中塗り塗料には、体質顔料、着色顔料、
その他塗料用添加剤などを必要に応じて配合す
ることができる。本発明において、上記バリアーコート塗膜面
への中塗り塗料の塗装は前記バリアーコートと
同様な方法で行なえ、塗装膜厚は硬化塗膜にも
とずいて10〜50μの範囲が好ましく、塗膜の硬
化温度はビヒクル成分によつて異なり、加熱硬
化せしめる場合は80〜170℃、特に120〜150℃
の温度で加熱することが好ましい。上塗り塗装：前記中塗り塗面に塗装する塗料で
あつて、被塗物に美粧性を付与するものであ
る。具体的には、仕上り外観（鮮映性、平滑
性、光沢など）、耐候性（光沢保持性、保色性、
耐白亜化性など）、耐薬品性、耐水性、耐湿性、
硬化性などのすぐれた塗膜を形成するそれ自体
すでに公知の塗料が使用でき、例えば、アミ
ノ・アクリル樹脂系、アミノ・アルキド樹脂
系、アミノポリエステル樹脂系などをビヒクル
主成分とする塗料があげられる。これらの塗料
の形態は特に制限されず、有機溶液型、非水分
散液型、水溶（分散）液型、粉体型、ハイソリ
ツド型などで使用できる。塗膜の形成は、常温
乾燥、加熱乾燥、活性エネルギー線照射などに
よつて行なわれる。本発明において、これらの
上塗り塗料の形成塗膜は、鉛筆硬度が2B〜3H
（20℃、すりきず法による）の範囲内にあるこ
とがのぞましい。本発明において用いる上塗り塗料は、上記のビ
ヒクル主成分を用いた塗料にメタリツク顔料およ
び（または）着色顔料を配合したエナメル塗料と
これらの顔料を全くもしくは殆ど含まないクリヤ
ー塗料に分類される。そして、これらの塗料を用
いて上塗り塗膜を形成する方法として、例えば、メタリツク顔料、必要に応じ着色顔料を配合
してなるメタリツク塗料または着色顔料を配合
してなるソリツドカラー塗料を塗装し、加熱硬
化する（１コート１ベーク方式によるメタリツ
クまたはソリツドカラー仕上げ）。メタリツク塗料またはソリツドカラー塗料を
塗装し、加熱硬化した後、さらにクリヤー塗料
を塗装し、再度加熱硬化する（２コート２ベー
ク方式によるメタリツクまたはソリツドカラー
仕上げ）。メタリツク塗料またはソリツドカラー塗料を
塗装し、続いてクリヤー塗料を塗装した後、加
熱して該両塗膜を同時に硬化する（２コート１
ベーク方式によるメタリツクまたはソリツドカ
ラー仕上げ）。これらの上塗り塗料は、スプレー塗装、静電塗
装などで塗装することが好ましい。また、塗装膜
厚は、乾燥塗膜に基いて、上記では25〜40μ、
上記，では、メタリツク塗料ならびにソリツ
ドカラー塗料は10〜30μ、クリヤー塗料は25〜
50μがそれぞれ好ましい。加熱条件はヒビクル成
分によつて任意に採択できるが、80〜170℃、特
に120〜150℃で10〜40分が好ましい。上記のようにして、鋼板にカチオン電着塗装−
バリアーコート塗装−中塗り塗装−上塗り塗装に
よつて形成した塗膜の性能は、バリアーコート塗
装を省略して形成した塗膜に比べて、仕上り外観
（例えば、平滑性、光沢、鮮映性など）、耐水性、
耐候性などは少なくとも同等であるが、特に耐チ
ツピング性、防食性、物理的性質などが著しく改
良されたのである。次に、本発明に関する実施例および比較例につ
いて説明する。試料 (1) 鋼板：ボンデライト＃3030（日本パーカーラ
イジング(株)製、リン酸亜鉛系）で化成処理した
亜鉛メツキ鋼板（大きさ300×90×0.8mm） (2) カチオン型電着塗料：エレクロン＃9200（関
西ペイント(株)製、エポキシポリアミド系カチオ
ン型電着塗料、グレー色） (3) バリアーコート (A)：プロピレン−エチレン共重合体にマレイン
酸をグラフト重合せしめた樹脂の有機液体
（静的ガラス転移温度−43℃、−20℃における
引張り破断強度伸び率410％）。 (B)：上記(A)の樹脂100重量部あたりロジンを10
重量部混合した樹脂の有機液体（静的ガラス
転移温度／52℃、−20℃における引張り破断
強度伸び率700％）。 (C)：プロピレン−エチレン共重合体にマレイン
酸をグラフト重合せしめた樹脂の有機液体
（静的ガラス転移温度＋５℃）。 (4)中塗り塗料：アミラツクＮ−２シーラー（関
西ペイント(株)製、アミノポリエステル樹脂系中
塗り塗料） (5) 上塗り塗料 (A)：アミラツクホワイト（関西ペイント(株)製、
アミノアルキド樹脂系上塗り塗料、１コート
１ベーク用白色塗料、鉛筆硬度Ｈ（20℃）） (B)：マジクロンシルバー（関西ペイント(株)製、
アミノアクリル樹脂系上塗り塗料、２コート
１ベーク用シルバーメタリツク塗料、鉛筆硬
度Ｈ（20℃）） (C)：マジクロンクリヤー（関西ペイント(株)製、
アミノアクリル樹脂系上塗り塗料、２コート
１ベーク用クリヤー塗料、鉛筆硬度Ｈ（20
℃））実施例比較例上記試料を用いて鋼板にカチオン電着塗料、バ
リアーコート、中塗り塗料および上塗り塗料を第
１表に示したごとく塗装した。

【表】

【表】第１表において、膜厚は乾燥硬化塗膜にもとず
くものであり、実施例２，３，５および比較例
２，４の上塗り塗装は２コート１ベーク方式によ
る。比較例５未変性のプロピレン−エチレン共重合体の有機
溶剤溶液（静的ガラス転移温度−45℃）をバリア
ーコートとして使用すること以外、実施例１と同
様にして塗装及び焼付を行なつた。性能試験結果上記の実施例および比較例において塗装した塗
板を用いて塗膜性能試験を行なつた。その結果を
第２表に示した。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１鋼板にカチオン型電着塗料を塗装し、次いで
該塗面に、プロピレン−エチレン共重合体にマレ
イン酸もしくは無水マレイン酸をグラフト重合し
てなる変性ポリオレフイン系樹脂を主成分とし且
つ形成塗膜の静的ガラス転移温度が−30〜−60℃
であるバリアコートを塗装した後に、中塗り塗料
および上塗り塗料を塗装することを特徴とする鋼
板の塗装方法。